近几年,因为石墨烯的低温远红外发射等多功能被应用到纺织材料中,不仅可以赋予不同种类纤维或织物抗菌抑菌、抗静电、抗紫外线等性能,同时其自身绿色环保、无毒无害的特性适应了我国环保型社会发展的趋势,使得越来越多的纺织学者投身于石墨烯改性纤维的研究上,有力地推动了纺织工业中高附加值、多功能化织物的不断发展。
石墨烯改性纤维素纤维
常见的纤维素纤维主要包括竹纤维、醋酸纤维、铜氨纤维、粘胶纤维等,具有吸湿排汗、亲肤舒适、透气性好、绿色环保等优点,是最受消费者青睐的纺织原材料之一。石墨烯改性制备方法即将石墨烯材料与纤维纺丝溶液混合,并将其均匀分布,随后经过粉碎处理、黄化处理、溶解处理等多项静电纺丝工序得到具有可纺性的纤维材料。
严峰采用聚乙烯亚胺对精梳落棉纤维进行前处理,并利用热还原法和自组装法制备石墨烯改性落棉纤维,其实验结果显示,当氧化石墨稀溶液质量浓度为0.5mg/mL、热还原温度为℃时,其饱和吸油倍率可达42.67g/g(原落棉纤维的饱和吸油倍率为25.64g/g),可见改性后的落棉纤维亲油疏水能力大幅提升。徐斌等将棉纤维素粘胶液进行超声处理,并在粘胶液中加入抗血酸钠加速氧化石墨烯分散液,得到石墨烯与棉纤维复合材料,经过多次试验后,单位质量复合材料的吸油量仍然可达21.9g/g,衰减率为41.76%,满足了循环利用的需求;此外当纤维素含量达20%时,该复合材料在维持高吸油率的同时又能保持较好的韧性,不会因材料分解而导致回收困难。
石墨烯改性化学纤维
合成纤维具有良好的绝缘性、化学稳定性、快干性及耐磨性,但其较差的抗静电性和吸湿性也限制了它在一些特殊纺织领域的服用性能。
王成双利用熔融纺丝技术,成功制备了石墨烯改性涤纶短纤维,经研究表明,该纤维不仅在弹性、强度、耐磨性等力学方面有一定程度的提高,还拥有了一些新的功能特性:辐照温升和发射率分别为5.5℃和0.92,均高于国家标准,在远红外方面具有保健功能;对白色念珠菌、大肠杆菌及葡萄球菌的抑菌率≥99%,具有良好的抗菌性能;由于改性涤纶短纤维呈中空结构,对开松后的短纤维被进行保温和透气测试,其保温率达91.23%,高于鸭绒被的89.7%,同时透气效果也优于鸭绒被,由此可见,改性效果十分明显。
许佳伟等利用29.1特克斯石墨烯黏胶纤维纱线制备平纹组织结构的石墨烯黏胶纤维机织物,相比普通粘胶纤维的导电性能有所增强,经测试发现,同样的长度下石墨烯改性黏胶纤维经纬向的电阻显著小于普通黏胶纤维经纬向的电阻;普通黏胶纤维机织物在30MHz~0MHz的范围内,电磁屏蔽效能基本为0,无防辐射效果,但经过石墨烯改性的黏胶纤维机织物其电磁屏蔽效能接近5dB,好于普通黏胶纤维机织物,可将电磁波的能量转化为热能;一般情况下,普通黏胶纤维机织物的UPF值仅为18.6、TUVA为10.36%,远远达不到国标市场上防紫外线产品的最低标准要求,而石墨烯改性黏胶纤维可以将UPF值提高至.2、TUVA降低为1.01%。由此可见,防紫外线性能显著高于普通黏胶纤维,且防紫外线性能优异。
石墨烯改性蛋白质纤维
蛋白质纤维因其具有来源便利、手感爽滑等特性,受到大众的广泛